大学校园宿舍火灾事故的事故树分析.docx
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大学校园宿舍火灾事故的事故树分析
摘要
本文以河南理工大学竹园三号学生公寓为例，对大学校园宿舍火灾进行了详细的事故树分析。
通过详细分析河南理工大学竹园三号学生公寓整体情况、各宿舍内部的情况，并就其中的问题从物的不安全状态、人的不安全行为和管理的缺陷三个方面进行了细致的隐患分析，采用事故树分析的方法，构建事故树，对事故树进行定性定量分析，并对定性定量分析结果开展详细的分析。
而分析的结果显示，自身缺乏演习演练、他人缺乏帮人逃生的经验以及消防出口不通畅是目前最需要解决的问题，而未及时发现、惊慌失措不知道该怎么办、不会使用灭火装置以及消防设施数量不够则是最大限度防范宿舍火灾的关键问题，而其他问题则只需要在平时的工作中稍加改进即可得到很好改善。
最后从演习演练、日常管理、硬件措施和宣传教育等几个方面提出了一些对策和建议。
关键词：
校园宿舍火灾事故树分析对策建议
Abstract
Thispaper,takingChukYuen,thirdinHenanPolytechnicUniversitystudents’apartmentasanexample,Usingfaulttreeanalysismethod,analiedthefireofcollegedormitory.ThroughdetailedanalysisofChukYuen,thirdinHenanPolytechnicUniversitystudents'apartment’soverallsituationandthehostelinternalofsituation,afteradetailedriskanalysisfromthephysicalinsecurity,thehumanunsafebehaviorandthedefectsofmanagement,usingfaulttreeanalysismethod,buildingfaulttree,itdidqualitativeandquantitativeanalysisforthefaulttree,andoutdetailedanalysisontheanalysisresultsofthem.Theanalysisofresultsdisplayed,lotsofstudentslackingexerciseswalkthrough,otherslackingtheexperienceofhelpingescapeofexperiencewhenafireoccursandfireexportnotsmoothwastheproblemcurrentlymostneededtobesoluted;andbeingnottimelyfound,panicandnotknowinghowtodo,notknowingthemethodofusingfiredeviceandfirefacilities’insufficientwasthekeyofmaximumpreventionhostelfire;andotherproblemscouldbeimprovedwellonlyimprovingdailyworkslightly.Finally,fromtheexercisedrills,dailymanagement,hardwaremeasuresandawareness-raising,itmadeanumberofsuggestionsandsolutions.
Keywords：
ThefireofcollegedormitoryFaulttreeanalysis
Suggestionsandsolutions
1引言
1.1研究目的和意义
取火是人类进化的重要标志，用火是人类文明发展的必然条件。
火在给人们带来无尽福祉的同时，也给人们带来深重的灾难。
近年来国内外发生过很多大学校园火灾事故，造成巨大的伤亡和损失。
大学校园是人员聚集场所也是消防安全重点单位，担负着为国家培养造就现代化建设人才和进行科学研究的任务，一旦发生火灾，会导致无辜的学子伤亡，这不仅仅是人员伤亡的损失，也是社会财富的巨大损失，更会严重地影响教学秩序、社会稳定和科技进步。
据不完全统计，仅2003年一年，国内外高校宿舍就发生了10余次严重的校园宿舍火灾事故，造成五十多人死亡的惨剧[1]。
尽管高校每年会组织一定的消防宣传和消防演练活动，普及消防安全知识，然而根据调查显示，高校学生普遍缺乏消防安全意识，仍然有大量的同学不了解所在建筑内疏散通道情况，不了解着火时应怎样报警和自救。
高校宿舍火灾涉及到的各种不安全因素较多，且互相影响，具有极大的动态性和不确定性，需要合理的将各种不安全因素与高校现状结合起来，并使用科学合理的方法分析高校宿舍火灾发生的原因、过程、可能性，直观的表示出高校火灾，让更多的同学了解高校宿舍火灾成灾机理，为高校在预防学生宿舍火灾的工作中提供合理化建议，以期减少不必要的伤亡和损失。
1.2高校宿舍火灾发生的情况
近年来，我国高校招生人数持续增长，根据全国教育事业发展统计公报中的统计数据：
1990年全国普通高等学校招收本专科学生60.89万人；1998年，招生人数为108万；至2006年，这一数字已经达到了546万，在校生人数达1738.84万人。
由此高校火灾事故也频频发生。
据统计，1998年至2002年全国高校共发生火灾8666起，死亡80人，伤121人，直接经济损失近4千万元。
这其中也不乏校园火灾的频繁发生，这不仅给国家财产和师生的人身安全造成了重大的损失，更严重影响了高校正常的教学、科研、工作和学习生活秩序。
[2]如2007年01月11东北师范大学研究生宿舍2舍一楼发生火灾，浓烟将十一层高的整个宿舍笼罩，楼上百余个寝室的500余名学生被困。
2008年11月上海商学院女生宿舍因违规使用热得快引发火灾导致四名女生身亡。
南京高校宿舍突发大火女生穿睡衣拖鞋逃生。
2008年12月7日，南京人口管理干部学院锁金村校区女生宿舍801房间突然失火，该学院值班人员发现后及时报警，消防队及时赶到并迅速将火扑灭。
2013年4月份，我校竹园二号二楼寝室发生火灾，由于学生早操，虽未发生人身伤亡，但造成严重的财产损失。
1.3河南理工大学简介
为了方便调查研究，本文将会选取河南理工大学的一栋学生公寓进行详细研究。
在研究之前有必要对该校进行简单地介绍。
河南理工大学始建于1909年，是我国第一所矿业高等学府和河南省建立最早的高等学校。
20世纪上半叶，著名教育家蔡元培、地质学家翁文灏、工矿泰斗孙越崎和张仲鲁、张清涟、丁观海、张伯声、邓曰谟和李钟美等众多留美学者先后出任学校领导职务或教授，引领学校承载起培养工矿高级技术人才的历史责任，为民族工业振兴、国家经济发展和社会文明进步作出了特殊贡献。
新中国成立后，学校坚持服务煤炭工业的办学方向，为中南五省以及华北、西北地区煤炭工业发展输送了大批高级专业人才，成为煤炭工业重要人才培养基地，赢得“关内看焦作”的美誉。
进入改革开放时期，学校在强化为地矿服务的同时，着力拓宽学科专业领域，积极发展研究生教育，实现由行业院校向通用工科及多科性院校的根本转变。
特别是新世纪以来，学校牢牢把握高等教育大发展的历史机遇，紧紧围绕建设高水平教学研究型大学的目标，锐意改革，开拓进取，学校各项事业实现跨越式发展。
学校于2002年后相继获得博士学位授予权、省重点建设的骨干高校、教育部本科教学工作水平评估优秀学校，教育部“卓越工程师教育培养计划”试点高校、省部共建高校，中西部高校基础能力建设工程（小211）重点建设院校，办学层次、水平、实力和知名度、影响力显著提升。
学校已成为安全、地矿、机电、测绘、土木、材料等学科特色鲜明的多科性教学研究型大学。
2013年3月2日，教育部学位与研究生教育发展中心公布了2012年全国高校学科评估结果。
河南理工大学有4个一级学科整体水平得分跻身全国高校前十位，其中安全科学与工程学科位列第五，是河南省省属高校中唯一一个进入前五位的一级学科，矿业工程学科位列第七，测绘科学与技术学科位列第八，地质资源与地质工程学科位列第十。
理工类学科建设方面，河南理工大学已经处于省内领先水平。
2高校宿舍一般情况
现以河南理工大学竹园三号学生公寓为例进行情况简介并对其进行隐患分析。
2.1河南理工大学竹园三号学生公寓情况简介
2.1.1整体情况
该宿舍楼为六层建筑，每层30间宿舍，共有180间，最多能容纳1080名同学居住。
宿舍楼在设计之初，就将其防火等级定为2级。
每层宿舍，南北两排。
每个楼层的走廊里两边分别有一个楼梯，每层楼两端都有一个灭火箱；消防栓有三个，分别在两端和走廊中央。
在走廊的两边各有一个应急指示灯。
示意图如图1所示。
图1：
楼层消防设施分布示意图
在一楼的正面有两个正门，一楼的侧面分别安有应急通道。
共计四个安全出口。
示意图如图2所示。
图2：
应急出口分布示意图
2.1.2室内情况
整栋楼所有宿舍的情况基本一样，经过一系列走访、调查和测算后，现作如下介绍：
平均每间宿舍约为20平方米；绝大部分宿舍为六人居住；每间宿舍共有八个插座，其中书桌后的墙体有两个，六个床铺的墙体上也分别有一个；宿舍门后有六个储物柜，砌砖结构，木门；六个书桌；两个洗漱台；两个卫生间。
室内情况示意图，如图3所示。
另外，需要特别说明的是，一楼的洗漱间外的窗户都装有防盗设施的，人出不去，也进不来。
图3：
室内情况示意图
2.2隐患分析
经过我们小组成员几天的调查走访后，我们将查到的隐患分成物的不安全状态、人的不安全行为以及管理上的缺陷三大类。
其中物的不安全状态涉及到消防设施、应急出口、阳台、宿舍内部的易燃物、室内线路以及焦作当地的天气因素；人的不安全行为涉及到大功率用电器的使用情况、乱拉电线、抽烟、点蚊香、楼道内乱扔垃圾等情况；管理上的缺陷包括相关的制度、宣传教育、应急预案和演习演练等。
下面将对上内容进行详细阐述。
2.2.1物的不安全状态
消防设施这一块儿，灭火箱、消防栓一年检查四次，可以正常使用，但是部分灭火箱会被人为挪动到其他位置，比如在风非常大时，会被人用于抵住楼道门；应急指示灯，应急照明灯整栋楼少部分有不同程度的损坏；对于处于靠中间位置的宿舍来说，两边的灭火箱显得有些远，一旦处于中间位置的宿舍发生电气类的火灾，则要用泡沫灭火器灭火，恐怕得跑老远才能拿到，到那时，或是恐怕火势早已控制不住了。
对于消防栓，虽然大部分时候是可用的，但是在一些特殊情况下，比如市里维修供水管道，某一时段处于用水高峰期等，会导致高层水压不足。
这不仅会影响学生用水，还会使得这一部分楼层的消防栓失效。
应急出口情况，虽然有四个应急出口，但是左前出口，有半部分被人用作了小卖部——竹园三号超市，左半部分被锁住了；另外两个侧门也都锁住了，且门前放满了自行车。
也就是说，整栋楼只有右前门这一个安全出口。
而问及楼管阿姨为什么不开放其他出口时，楼管阿姨说，一方面是为防止小偷进入，以免学生的财物丢失，另一方面，当有外人进入宿舍时，是需要登记的，如果平时出口都开放，就忙不过来了，因为一栋宿舍就只有一位楼管。
这样一来，就使得开放安全出口在消防与财物安全和方便工作之间处于两难的境地。
宿舍楼中，每层楼道的两端分别有一个阳台，如有火灾等紧急情况可供消防人员救灾救人，有部分宿舍的楼层的阳台上锁，导致阳台不能正常使用，可能会给火灾发生后的救援造成不便。
对于寝室内部来说，由于室内空间狭小，居住人员较多，东西堆放的也就多了。
这样一来，宿舍里就越发显得拥挤了，一旦火灾发生，人员疏散的效率就显得有些低了。
另外，堆放的东西都有行李箱、书本、被褥、衣服、鞋子、书包等等，尤其是书本和衣服的数量占了相当一大部分；而且调查还发现，部分宿舍门后堆有垃圾；这些东西都极易燃烧，稍有不慎，就可能会引起火灾。
另外，在查找相关文献时了解到，有部分宿舍火灾是由于室内线路老化引起的。
关于这一点，由于竹园三号学生公寓是新建的，而正常情况下，电线的使用寿命为10年左右，所以如果不存在质量等其他严重问题，理论上，现阶段是不会由于此问题而引发火灾的，况且现在每个宿舍都有限电保护装置，一旦某个宿舍的用电负荷超过既定负荷，就会断电，这就为此又添加一个安全保护伞。
但是超过一定年限后，这方面的问题就要开始考虑这方面的问题了。
关于插线板的情况，前面已经提到了，书桌后边的墙体只有两个插座。
而一个宿舍住有六名学生，到大三时基本上每个人都要配备电脑，而此时由于插座不够用，必然会去外面买插线板，而且买的插线板的数量还不是一个两个；同时，一间宿舍内只有一个网线插口，这样必然导致网线乱扯现象，时间长了，与插线板的电线交织在一起，就容易引起老化从而发生火灾。
据资料显示，雷暴天气是焦作市最常见的天气现象，一年中7、8两个月是雷暴产生最多的月份，占全年雷暴总数的56.5%~61.5%[3]。
因此有必要将雷击作为一个引起宿舍火灾的客观因素来考虑。
2.2.2人的不安全行为
关于宿舍使用大功率用电器的情况，虽然每个宿舍有限电保护装置，但是，仍有学生有使用大功率用电器的需求，这样，一方面有了市场，另一方面，就有人开始尝试着破解限电保护。
于是前者就使得校外出现了反限电插座，而后者，就有人尝试多次使用大功率用电器而引起限电保护装置频繁工作，并最终导致其出现故障，使其丧失保护功能。
这样一来，大功率用电器，像热得快、电饭锅、电磁炉、豆浆机等，在宿舍里使用便成为了可能。
而这也就增加了宿舍发生火灾的风险。
存在部分学生，为了自己方便，在床头上安装台灯、微型电风扇等，有的甚至把笔记本电脑安置到床上，电线就在床头缠绕，电线放在床底下，一旦买到劣质的电源线或电线老化，就会有引发火灾的可能。
据了解，部分学生有在宿舍内抽烟的习惯，有的甚至还躺在床上抽着烟。
如有随手扔烟头的习惯则有可能导致火灾。
每当夏季来临时，夜晚宿舍内基本都有蚊子，影响同学的睡眠质量。
部分宿舍内选择点蚊香来驱蚊子。
由于宿舍易燃物较多较密集，如有不注意或是放置位置有可燃物则可能引起火灾。
由于各种原因，大部分宿舍的学生都有将午餐或晚餐带回宿舍吃的习惯，而吃完后，就随手将垃圾扔到了楼道垃圾口，有时候各种汤会洒在台阶上，使得台阶变得非常滑，及影响学生上下楼，虽然阿姨会定期来清扫，但毕竟不是每天全天候都会扫，一旦某宿舍发生火灾，就会给人员疏散带来很大阻碍。
2.2.3管理的缺陷
关于制度这一块，学校制定的相关文件中有关于这一方面的规定。
如《河南理工大学学生宿舍管理办法（2012年11月修订）》、《河南理工大学消防安全管理规定》等相关文件都对学生禁止使用大功率用电器，禁止乱拉电线，以及防火工作都做了详细规定。
但是具体落实情况就不得而知。
来宿舍检查违章用电器，或是乱拉电线的人，三年难得见一次；宿管阿姨那，倒是挺负责的，见到有人带着大物件进宿舍，一般会去询问。
应急预案及演习演练这一块，学校有《河南理工大学突发公共事件应急预案》；保卫处也组织过若干次演习演练，如组织宿管阿姨进行灭火器实战演练，组织消防协会成员进行使用灭火器的实战演练[4]，与应急管理学院合作举办排查隐患的活动[5]；消防协会多次举办相关活动，如“安全用电平安你我”宣传活动、“消防知识有奖竞答”活动等等[6]。
但是应急预案做出来后，学生们基本不知道；实战演练固然可以让宿管阿姨及少部分同学掌握灭火器的使用方法，但是毕竟宿舍发生火灾后，学生是离现场和灭火器最近的，万一六楼发生火灾了，跑到六楼，叫阿姨来用灭火器灭火，这样就显得太没有效率了，而且会失去灭火的最佳时机；举办的一些活动，影响力不够，大部分学生仍然不知道他们所宣传的相关消防知识，有时候这些活动甚至是带有应付交差的嫌疑。
演习演练中最缺乏的一块就是住在高层的学生在面临火灾时如何逃生，以及他人如何帮助受困学生逃生的演习演练。
因为这些演习演练，习的不仅仅是逃生方法，更是面临火灾时能不慌乱的心态。
大量的相关案例都显示出，宿舍发生火灾后，学生因为太慌乱，导致了不该发生的事情发生了。
3高校宿舍火灾事故分析
为了将在《安全系统工程》课中学到的关于事故树分析法的理论运用到实践中，以便更好的掌握这些知识，下面将以河南理工大学竹园三号学生公寓为例，假设其中某一宿舍发生了火灾，用事故树分析的方法对其进行详细分析。
3.1事故树分析方法简介
3.1.1事故树分析的基本概念
事故树分析是一种演绎推理法，这种方法把系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系用一种称为事故树的树形图表示，通过对事故树的定性与定量分析，找出事故发生的主要原因，为确定安全对策提供可靠依据，以达到预测与预防事故发生的目的。
3.1.2事故树分析的基本程序
[7,8]准备阶段：
（1）确定所要分析的系统。
在分析过程中，合理地分析处理好所要分析系统与外界环境及其边界条件，确定所要分析系统的范围，明确影响系统安全的主要因素。
（2）熟悉系统。
对于已经确定的系统进行深入的调查研究，收集系统的有关资料与数据，包括系统的结构、性能、工艺流程、运行条件、事故类型等。
（3）调查系统发生的事故。
收集、调查所分析系统曾经发生过的事故和将来有可能发生的事故，同时还要收集、调查本单位与外单位、国内外同类系统曾发生的所有事故。
事故树的编制：
（1）确定事故树的顶事件。
根据事故调查报告分析其损失大小和事故频率，选择易于发生且后果严重的事故作为事故的顶事件。
（2）调查与顶事件有关的所有原因事件。
从人、机、环境和信息等方面调查与事故树顶事件有关的所有原因，确定事故原因并进行影响分析。
（3）编制事故树。
采用一些规定的符号，按照一定的逻辑关系把事故树顶事件与引起顶事件的原因事件绘制成反映因果关系的事故图。
事故树定性分析：
事故树定性分析主要是按事故树的结构，求取事故树的最小割集或最小径集，以及基本事件的结构重要度，根据定性分析的结果确定预防事故的安全保障措施。
事故树定量分析：
根据引起事故发生的各基本事件的发生概率，计算事故树顶事件发生的概率，计算各基本事件的概率重要度和关键重要度。
事故树分析的结果总结与应用：
必须及时对事故树分析的结果进行评价、总结，提出改进建议，整理、储存事故定性分析和定量分析的全部资料与数据，并注重综合利用各种安全分析的资料，为系统安全性评价与安全性设计提供依据。
3.1.3其他概念
（1）割集和最小割集
导致顶事件发生的基本事件的集合，也就是说，事故树中，一组基本事件能够引起顶事件发生，这组基本事件就称为割集，也称截集或截止集。
导致顶事件发生的最低限度的基本事件的集合称为最小割集，最小割集是引起顶事件发生的充分必要条件。
求最小割集的方法：
求最小割集的方法有多种，但常用的有布尔代数法和行列法等。
布尔代数法：
用布尔代数法计算最小割集，通常分四个步骤进行：
①建立事故树的布尔表达式。
一般从事故树的顶事件开始，用下一层事件代替上一层事件，直至顶事件被所有基本事件代替为止。
②将布尔表达式化为析取标准式。
③化析取标准式为最简析取标准式。
④根据最简析取标准式写出最小割集。
化简最普通的方法是，当求出割集后，对所有割集逐个进行比较，使之满足最简析取标准式的条件。
（2）径集与最小径集
某些基本事件的集合不发生，则顶上事件也不发生，把这组基本事件的集合称为径集，也称通集或路集。
使顶事件不发生的最低限度的基本事件的集合称为最小径集，如果径集中任意去掉一个基本事件后就不再是径集，那么该径集就是最小径集。
所以，最小径集是保证顶事件不发生的充分必要条件。
求最小径集的方法：
对偶树法。
根据对偶原理，成功树顶事件发生，就是其对偶树（事故树）顶事件不发生。
因此，求事故树最小径集的方法是，首先将事故树变换成其对偶的成功树，然后求出成功树的最小割集，即是所求事故树的最小径集。
将事故树变为成功树的方法是，将原事故树中的逻辑或门改成逻辑与门，将逻辑与门改成逻辑或门，并将全部事件符号加上“′”，变成事件补的形式，这样便可得到与原事故树对偶的成功树。
（3）事故树的定量分析
所谓事故树的定性分析，就是指根据事故树求取其最小割集或最小径集，确定顶事件发生的事故模式，原因及其对顶事件的影响程度，为经济有效地采取预防对策和控制措施，防止同类事故发生提供科学依据。
（4）事故树的定量分析
事故树的定量分析，首先是确定基本事件的发生概率，然后求出事故树顶事件的发生概率。
求出顶事件的发生概率后，可与系统安全目标值进行比较和评价。
当计算值超过目标值时，就需要采取防范措施，使其降至安全目标值以下。
在进行事故树定量计算时，一般做一下几种假设：
①基本事件之间相互独立；
②基本事件和顶上事件都只考虑两种状态；
③假定故障分布为指数函数分布。
如果事故树中不含有重复的或相同的基本事件，各基本事件又都是相互独立的，顶事件发生的概率可根据事故树的结构，用下列公式求得。
用“与门”连接的顶事件发生的概率为：
P（T）=
用“或门”连接的顶事件的发生概率为：
P（T）=1
式中
——第i个基本事件的发生概率，i=1，2，……，n。
当事故树中含有重复出现的基本事件时，或基本事件可能在几个最小割集中重复出现时，最小割集之间是相交的。
这时，应该按一下几种方法计算。
1最小割集法
事故树可以用其最小割集的等效树来表示。
这时，顶事件等于最小割集的并集。
顶上事件的发生概率为：
P（T）=
式中r，s——最小割集的序号，r
s；
i——基本事件的序号，Xi
Ei；
k——最小割集数；
——k个最小割集的第i个基本事件；
——属于第r个最小割集的第i个基本事件；
——属于第r个或第s个最小割集的第i个基本事件。
2最小径集法
根据最小径集与最小割集的对偶性，利用最小径集求顶上事件的发生概率：
P（T）=
式中Pr——最小径集（r=1，2，…，k）；
r，s——最小径集集的序号，r
s；
k——最小径集数；
1
qi——第i个基本事件不发生的概率；
——属于第r个最小径集的第i个基本事件；
——属于第r个或第s个最小径集的第i个基本事件。
（5）结构重要度分析
结构重要度分析，是从事故树结构上分析各基本事件的重要性程度，是事故树定性分析的一部分。
结构重要度分析可采用两种方法。
一种是求结构重要系数，以系数大小排列各基本事件的重要顺序，是精确的计算方法；
另一种是根据最小割集或最小径集判断结构重要度顺序，是近似判断方法。
如不考虑各基本事件发生的难易程度，或假设各基本事件的发生概率相等，仅从事故树的结构上研究各基本事件对顶事件的影响程度，称为结构重要度分析，并用基本事件的结构重要度系数、基本事件割集重要度系数判定其影响大小。
本篇文章采用的便是这种方法。
求解基本事件的结构重要度可用下面公式计算；
式中I（i）——基本事件Xi结构重要系数的近似判别值；
ER——第r个最小割集；
ni——基本事件Xi所属最小割（径）集包含的基本事件数。
判别割（径）集数目
对于一个比较复杂的系统，可以根据割集和径集的数目来确定用割集分析或者是径集分析，哪个数目少就用哪种方法进行分析。
如果数目相差较少就从割集着手进行分析。
可用式1，式2判别割径集
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